UA58632C2

UA58632C2 - Chip carrier

Info

Publication number: UA58632C2
Application number: UA2001107364A
Authority: UA
Inventors: Роберт РАЙНЕР
Original assignee: Інфінеон Текнолоджіс Аг; Инфинеон Текнолоджис Аг
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-06-04
Publication date: 2003-08-15
Also published as: JP3524879B2; US20020056855A1; RU2233476C2; MXPA01010812A; JP2002543012A; EP1185954B1; EP1049043A1; KR20020057798A; CN1171177C; WO2000067198A1; ATE243870T1; EP1185954A1; DE50002658D1; BR0010195A; CN1354865A; ES2202102T3

Abstract

The invention relates to composite chip-carrier (1). A semiconductor chip is arranged in a recess (4) in a thin earner material (3) and is therefore embedded in said composite chip carrier (1). The recess it covered with a covering pad (5) en at least one side of the carrier material. The edge areas (6) of the covering pad are fixed on the carrier material. The semiconductor chip is fixed on the covering pad.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід стосується модуля чіп-носій, в якому напівпровідниковий чіп вмонтований у тонкий носій. 2 Матеріалом носія можуть бути, наприклад, папір або тонкий пластмасовий лист.The invention relates to a chip carrier module in which a semiconductor chip is mounted in a thin carrier. 2 The carrier material can be, for example, paper or a thin plastic sheet.

Відомі модулі чіп-носій, в яких тонкий напівпровідниковий чіп в процесі виготовлення вкладається в папір.Chip carrier modules are known, in which a thin semiconductor chip is embedded in paper during the manufacturing process.

Одначе такі модулі мають деякі недоліки. По-перше, виготовлення модуля може бути здійснене лише у виробника матеріалу носія, в даному разі у виробника паперу. По-друге, напівпровідниковий чіп у таких модулях дуже погано захищений від зовнішніх впливів. 70 Для вмонтовування у папір чи інший матеріал носія напівпровідниковий чіп має бути дуже тонким. Тому він схильний до розламування. Крім того, матеріал носія, що оточує напівпровідниковий чіп, не забезпечує достатнього захисту від зовнішніх впливів - механічної чи хімічної природи, впливів температури чи електричних полів.However, such modules have some disadvantages. Firstly, the manufacturing of the module can be done only at the producer of the carrier material, in this case at the paper producer. Secondly, the semiconductor chip in such modules is very poorly protected from external influences. 70 To be embedded in paper or other carrier material, a semiconductor chip must be very thin. Therefore, it is prone to cracking. In addition, the carrier material surrounding the semiconductor chip does not provide sufficient protection against external influences - mechanical or chemical in nature, effects of temperature or electric fields.

Інший недолік полягає у складності точного позиціювання напівпровідникового чіпа у носії. 19 Задачею винаходу є розробка модуля чіп-носій, який може бути просто виготовлений незалежно від місця виготовлення матеріалу носія, в якому напівпровідниковий чіп якомога краще захищений від негативних зовнішніх впливів і в якому забезпечується точне позиціювання чіпа в носії у заданому місці.Another disadvantage is the difficulty of accurately positioning the semiconductor chip in the carrier. 19 The task of the invention is to develop a chip-carrier module that can be simply manufactured regardless of the place of production of the carrier material, in which the semiconductor chip is protected as best as possible from negative external influences and in which the exact positioning of the chip in the carrier in a given place is ensured.

Вказана задача вирішена у модулі чіп-носій із ознаками п.17 формули винаходу. Переважні варіанти виконання модуля описані у додаткових пунктах формули винаходу.The specified problem is solved in the chip-carrier module with the features of item 17 of the claims. Preferred versions of the module are described in additional claims.

У відповідному винаходові модулі чіп-носій напівпровідниковий чіп розміщений у наскрізній виїмці, виконаній у носії. Виїмка щонайменше з одного із боків носія накрита захисною пластинкою. Крайові зони цієї захисної пластинки закріплені на носії. Розміщений у виїмці напівпровідниковий чіп у свою чергу закріплений на захисній пластинці.In the corresponding inventive chip-carrier module, the semiconductor chip is placed in a through recess made in the carrier. The notch on at least one side of the carrier is covered with a protective plate. The edge zones of this protective plate are fixed on the carrier. The semiconductor chip placed in the recess is in turn fixed on the protective plate.

У переважному варіанті захисні пластинки закріплені на носії по обидва боки напівпровідникового чіпа. сIn a preferred embodiment, the protective plates are fixed to the carrier on both sides of the semiconductor chip. with

Кріплення захисних пластинок і/або напівпровідникових чіпів здійснюється переважно клеєм. Особливо Ге) доцільним є використання самоклейких захисних пластинок, які можна було б назвати також клейкими латками.Fastening of protective plates and/or semiconductor chips is carried out mainly with glue. It is especially advisable to use self-adhesive protective plates, which could also be called adhesive patches.

Першою перевагою відповідного винаходові розміщення напівпровідникового чіпа у носії є точність позиціонування, оскільки виїмка у носії може бути виконана з дуже великою точністю. При цьому доцільними є розміри виїмки, які ледь перевищують габаритні розміри напівпровідникового чіпа, завдяки чому останній сч займатиме в носії дуже точне положення. соThe first advantage of the inventive placement of the semiconductor chip in the carrier is the accuracy of positioning, since the notch in the carrier can be made with very high precision. At the same time, the dimensions of the recess, which barely exceed the overall dimensions of the semiconductor chip, are appropriate, thanks to which the last chip will occupy a very precise position in the carrier. co

Інша перевага полягає в тому, що напівпровідниковий чіп може мати більшу товщину, ніж у разі, коли чіп вбудовується у паперовий носій під час процесу виготовлення паперу. Завдяки тому, що наскрізна виїмка надає о у розпорядження місце для більш товстого чіпа, є можливість нанесення на чіп більш товстого пасивувального Ге) шару, який краще захистить чіп від хімічних чи механічних впливів ззовні. 3о Крім того, захист напівпровідникового чіпа проти механічних чи хімічних впливів може бути покращений о завдяки можливості вибору матеріалу для захисних пластинок. Вибір матеріалу може бути здійснений таким чином, що захисні пластинки значною мірою підвищують жорсткість модуля чіп-носій у зоні, де розміщений чіп, чим забезпечується додатковий захист від розламування чіпа. Крім того, можна виготовити захисні пластинкиіз «ФК якомога більш непроникного матеріалу. Таким чином може бути значною мірою зменшений вплив хімічних З 50 речовин на напівпровідниковий чіп, утруднена дифузія іонів до чіпа. с Принципово придатними матеріалами для виготовлення захисних пластинок є папір і пластмасова плівка. з» Особливо придатними є плівки, що використовуються для виготовлення голограм для чіп-карток і т.п.Another advantage is that the semiconductor chip can be thicker than when the chip is embedded in the paper medium during the papermaking process. Due to the fact that the through notch provides a place for a thicker chip, it is possible to apply a thicker passivation Ge) layer on the chip, which will better protect the chip from chemical or mechanical influences from the outside. 3о In addition, the protection of the semiconductor chip against mechanical or chemical influences can be improved o thanks to the possibility of choosing the material for the protective plates. The choice of material can be made in such a way that the protective plates significantly increase the rigidity of the chip carrier module in the area where the chip is placed, which provides additional protection against chip breakage. In addition, it is possible to make protective plates from "FC" as impermeable material as possible. In this way, the effect of chemical C 50 substances on the semiconductor chip can be significantly reduced, and the diffusion of ions to the chip is hindered. c In principle, suitable materials for the production of protective plates are paper and plastic film. with" Especially suitable are the films used for the production of holograms for chip cards, etc.

Як матеріал носія може бути використаний усякий матеріал, який досі використовувався для вмонтовування напівпровідникових чіпів. Це може бути папір або тонкий пластмасовий лист.Any material that has been used to mount semiconductor chips can be used as a carrier material. It can be paper or a thin plastic sheet.

З метою отримання особливо жорсткого і міцного модуля без значного збільшення товщини модуля і-й внаслідок використання захисних пластинок доцільним є впресовування принаймні однієї захисної пластинки уIn order to obtain a particularly rigid and strong module without a significant increase in the thickness of the module and due to the use of protective plates, it is advisable to press at least one protective plate into

Ге | носій. Доцільним є впресовування принаймні однієї захисної пластинки у носій на таку глибину, що утворюється в основному рівна поверхня модуля чіп-носій. В цьому разі товщина напівпровідникового чіпа має бути меншою, б ніж товщина носія. со 20 Як напівпровідникові чіпи для виготовлення відповідних винаходові модулів придатні зокрема чіпи, які забезпечують безконтактну передачу даних до пристрою зчитування/запису. Такі напівпровідникові чіпи із принципово відомі. Зазвичай на поверхні таких чіпів розміщена котушка ("сої оп спір" - "котушка на чіпі").Ge | carrier. It is advisable to press at least one protective plate into the carrier to such a depth that a substantially flat surface of the chip-carrier module is formed. In this case, the thickness of the semiconductor chip should be less than the thickness of the carrier. со 20 As semiconductor chips for the manufacture of corresponding inventive modules, chips that provide contactless data transfer to a read/write device are suitable in particular. Such semiconductor chips are known in principle. Usually, a coil is placed on the surface of such chips ("soi op spir" - "coil on a chip").

Для захисту від електричних, електростатичних і електромагнітних впливів принаймні одна захисна пластинка відповідного винаходові модуля чіп-носій може бути виконана електропровідною. Наприклад, захисна 25 пластинка може бути оснащена електропровідним, зокрема металевим шаром. Електропровідний шар можеTo protect against electrical, electrostatic and electromagnetic influences, at least one protective plate of the corresponding inventive chip-carrier module can be made electrically conductive. For example, the protective plate 25 can be equipped with an electrically conductive, in particular, metal layer. The conductive layer can

ГФ) покривати усю поверхню захисної пластинки. Одначе в подальшому під електропровідним шаром слід розуміти також таке покриття, яке покриває лише частину поверхні захисної пластинки. о Наприклад, електропровідний шар на захисній пластинці може бути виконаний у формі котушки, індуктивно зв'язаної з котушкою, розміщеною на напівпровідниковому чіпі. Оскільки захисна пластинка має більшу 60 поверхню, ніж напівпровідниковий чіп, розміщена на ній котушка також більша, ніж котушка напівпровідникового чіпа. Тому котушка захисної пластинки може сприяти збільшенню напруженості поля, в якому перебуває котушка чіпа.GF) to cover the entire surface of the protective plate. However, in the future, the electrically conductive layer should also be understood as a coating that covers only part of the surface of the protective plate. o For example, the conductive layer on the protective plate can be made in the form of a coil inductively connected to a coil placed on a semiconductor chip. Since the protective plate has a larger surface area than the semiconductor chip, the coil placed on it is also larger than the coil of the semiconductor chip. Therefore, the coil of the protective plate can help to increase the intensity of the field in which the coil of the chip is located.

З іншого боку електропровідний шар на захисній пластинці може бути виконаний у формі доріжки, яка в основному повністю охоплює напівпровідниковий чіп. Зокрема електропровідний шар може бути виконаний у бо формі кільцеподібної доріжки, розміщеної за межами зони, якою захисна пластинка накриває напівпровідниковий чіп. В разі електростатичного розряду електропровідна доріжка буде обводити струм навколо чіпа і таким чином захищатиме його від пошкодження. В разі використання індуктивного зв'язку з чіпом для передачі інформації електропровідна доріжка може бути прокладена навколо чіпа не замкнутим кільцем, а з розривом.On the other hand, the conductive layer on the protective plate can be made in the form of a track, which basically completely covers the semiconductor chip. In particular, the electrically conductive layer can be made in the form of a ring-shaped track placed outside the zone where the protective plate covers the semiconductor chip. In the event of an electrostatic discharge, the conductive track will conduct current around the chip and thus protect it from damage. In the case of using inductive communication with the chip to transmit information, the conductive path can be laid around the chip not in a closed ring, but with a gap.

Покращення захисту від механічних навантажень може бути досягнуто завдяки тому, що у носії в зоні навколо виїмки, в якій розміщений напівпровідниковий чіп, виконано мікроканали чи наскрізні отвори. Такі мікроканали чи наскрізні отвори сприяють підвищенню жорсткості носія у цій зоні.Improved protection against mechanical loads can be achieved due to the fact that microchannels or through holes are made in the carrier in the area around the notch in which the semiconductor chip is placed. Such microchannels or through-holes help increase the stiffness of the carrier in this area.

Додаткової жорсткості носієві надає заповнення вказаних мікроканалів чи наскрізних отворів клеєм. В разі використання електропровідного клею між розміщеними одна навпроти іншої захисними пластинками може бути 7/0 утворене електропровідне з'єднання. Цей варіант особливо доцільний у разі, коли за допомогою заповнених електропровідним клеєм мікроканалів чи наскрізних отворів утворюється електропровідне з'єднання між електропровідними зонами розміщених одна навпроти іншої захисних пластинок. Наприклад, описаним чином можуть бути з'єднані між собою електропровідні доріжки, розміщені на захисних пластинках, встановлених по обидва боки напівпровідникового чіпа.Additional rigidity of the carrier is given by filling the specified microchannels or through holes with glue. In the case of using conductive glue, a 7/0 conductive connection can be formed between protective plates placed opposite each other. This option is especially appropriate in the case when using microchannels or through holes filled with conductive glue, a conductive connection is formed between the conductive zones of protective plates placed opposite each other. For example, conductive tracks placed on protective plates installed on both sides of the semiconductor chip can be interconnected in the manner described.

Нижче приклади виконання винаходу детальніше пояснюються з використанням фігур. На них схематично зображено: фіг.1-5 Приклади виконання відповідного винаходу модуля чіп-носій у поперечному перерізі, фіг. 6 відповідний винаходові модуль чіп-носій згідно з фіг.4 у виді зверху.Below, examples of the implementation of the invention are explained in more detail with the use of figures. They are schematically depicted: Fig. 1-5 Examples of implementation of the corresponding invention of the chip-carrier module in a cross section, Fig. 6 is a top view of the chip-carrier module corresponding to the invention according to Fig. 4.

На фіг.1 зображений перший приклад виконання відповідного винаходові модуля 1 чіп-носій у поперечному 2о перерізі через зону, в якій розміщений напівпровідниковий чіп 2. Напівпровідниковий чіп 2 встановлений у виїмці 4, висіченій у носії З, виготовленому в даному разі із паперу.Fig. 1 shows the first example of the implementation of the chip-carrier module 1 corresponding to the invention in a cross-section 2 across the zone in which the semiconductor chip 2 is placed. The semiconductor chip 2 is installed in a recess 4 cut in the carrier C, which in this case is made of paper.

Розміри виїмки 4 лише трохи більші від зовнішніх розмірів напівпровідникового чіпа 2. Цим забезпечується дуже точне позиціювання напівпровідникового чіпа у носії. Напівпровідниковий чіп зафіксований у носії двома захисними пластинками 5. Захисні пластинки 5 наклеєні на носій З по обидва боки напівпровідникового чіпа 2, сч ов причому крайові зони 6 захисних пластинок 5 з'єднані з носієм З, а середня зона - з напівпровідниковим чіпом 2. У наведеному варіанті захисні пластинки виконані самоклейкими, одначе клейовий шар не зображений. і)The dimensions of the recess 4 are only slightly larger than the outer dimensions of the semiconductor chip 2. This ensures very precise positioning of the semiconductor chip in the carrier. The semiconductor chip is fixed in the carrier by two protective plates 5. The protective plates 5 are glued to the carrier Z on both sides of the semiconductor chip 2, while the edge zones 6 of the protective plates 5 are connected to the carrier Z, and the middle zone is connected to the semiconductor chip 2. in the given version, the protective plates are self-adhesive, but the adhesive layer is not shown. and)

Доцільним є наклеювання нижньої за фігурою захисної пластинки на носій перед вставлянням напівпровідникового чіпа, а верхньої - після вставляння чіпа.It is advisable to stick the lower protective plate on the carrier before inserting the semiconductor chip, and the upper one after inserting the chip.

На фіг.2 представлений варіант відповідного винаходові модуля чіп-носій, який в основному відповідає с зо зображеному на фіг.1. На цій і на всіх наступних фігурах однакові елементи мають такі ж позиційні позначення, як і на фіг.1. Для уникнення повторень уже описані особливості конструкції більше не згадуються. На відміну о від варіанту згідно з фіг.1 захисні пластинки 5 впресовані у носій 3, завдяки чому як верхній, так і нижній Ге бік модуля чіп-носій мають в основному рівну поверхню. Шляхом впресовування захисних пластинок додатково може бути досягнута підвищена жорсткість модуля і ще надійніше кріплення напівпровідникового чіпа 2 у носії 3. соFigure 2 shows a variant of the chip carrier module according to the invention, which basically corresponds to the one shown in Figure 1. In this and all subsequent figures, the same elements have the same positional designations as in Fig.1. To avoid repetition, already described design features are not mentioned again. In contrast to the variant according to Fig. 1, the protective plates 5 are pressed into the carrier 3, due to which both the upper and lower sides of the chip-carrier module have a basically flat surface. By pressing in the protective plates, it is possible to additionally achieve increased rigidity of the module and even more reliable fastening of the semiconductor chip 2 in the carrier 3.

Для подальшого підвищення жорсткості у носії З модуля чіп-носій згідно з фіг.З в зоні навколо виїмки 4 ю виконано наскрізні отвори 9. Ці наскрізні отвори наповнені клеєм, який при стисканні захисних пластинок скріплює їх між собою.In order to further increase the rigidity of the chip-carrier module C carrier according to Fig. 3, through-holes 9 are made in the area around the recess 4. These through-holes are filled with glue, which, when the protective plates are compressed, fastens them together.

На фіг.4 представлено інший приклад відповідного винаходові модуля чіп-носій, який також значною мірою відповідає зображеному на фіг1. Одначе додатково по краю кожної захисної пластинки 5 нанесена « електропровідна доріжка 7. У модулі чіп-носій згідно з фіг.4 електропровідні доріжки 7 розміщені на боках ств) с захисних пластинок 5, протилежних напівпровідниковому чіпу 2.Figure 4 shows another example of a chip carrier module according to the invention, which also largely corresponds to the one shown in Figure 1. However, an electrically conductive track 7 is additionally applied along the edge of each protective plate 5. In the chip-carrier module according to Fig. 4, the electrically conductive tracks 7 are placed on the sides of the protective plates 5 opposite to the semiconductor chip 2.

На противагу цьому у модулі чіп-носій згідно з фіг.5 електропровідні доріжки 7 розміщені на боках з захисних пластинок 5, прилеглих до напівпровідникового чіпа 2. У обох варіантах, зображених на фіг.4 і 5, електропровідні доріжки 7 мають форму кільця, що добре видно на фіг.б, яка є видом зверху на модуль згідно з фіг.4. Одначе кільця 7 виконані не замкнутими; вони мають розрив 8. Таким чином усувається негативний вплив с електропровідних кілець 7 на індуктивну передачу сигналів між напівпровідниковим чіпом і пристроєм запису/зчитування. Електропровідні доріжки 7 служать для захисту напівпровідникового чіпа від пошкодження со електростатичними розрядами.In contrast, in the chip-carrier module according to Fig. 5, the conductive tracks 7 are placed on the sides of the protective plates 5 adjacent to the semiconductor chip 2. In both variants, shown in Figs. 4 and 5, the conductive tracks 7 have the shape of a ring, which clearly visible in Fig. b, which is a top view of the module according to Fig. 4. However, rings 7 are not closed; they have a gap 8. In this way, the negative influence of conductive rings 7 on the inductive transmission of signals between the semiconductor chip and the recording/reading device is eliminated. Conductive tracks 7 serve to protect the semiconductor chip from damage by electrostatic discharges.

Ге» Перевагою форми виконання модуля, представленої на фіг.5, є те, що кільцеподібні електропровідні доріжки 7, розміщені на протилежних захисних пластинках 5, електрично з'єднані між собою. Це здійснено за допомогою о виконаних у носії З наскрізних отворів 9, заповнених електропровідним клеєм.Ge" The advantage of the form of execution of the module presented in Fig. 5 is that the ring-shaped electrically conductive tracks 7, placed on the opposite protective plates 5, are electrically connected to each other. This is done with the help of through-holes 9 filled with conductive glue made in the Z medium.

Ко)Co.)

Claims

The formula of the invention ШШШ, that , .

1. Module (1) chip-carrier, which contains a carrier (3) in which a through recess (4) is made, (F) a semiconductor chip (2) placed in a recess (4), placed on one side of the carrier (3) at least one GI protective plate (5), which covers the semiconductor chip (2) and part of the carrier (3) and the edge zones (6) of the surface facing the chip (2) is attached to this part of the carrier (3), and the semiconductor chip (2) in fixed on a protective plate (5), which differs in that the carrier is made of paper or plastic film and in addition to the specified first protective plate (5), it contains a second protective plate, which is on the opposite side of the first protective plate (5) on the side of the carrier (3) covers the semiconductor chip (2) and part of the carrier, and is attached to this part of the carrier (3) with the edge zones (6) of its surface facing the semiconductor chip (2). 65

2. The chip carrier module according to claim 1, which is characterized in that at least one protective plate (5) and/or semiconductor chip (2) is attached with glue.

Q. The chip carrier module according to claim 1 or 2, characterized in that at least one protective plate (5) is made of paper or plastic film.

4. The chip-carrier module according to any one of claims 1 - C, which is characterized by the fact that at least one protective plate (5) is so deeply pressed into the carrier (3) that a basically flat surface of the module is formed.

5. The chip-carrier module according to any one of claims 1-4, which is characterized in that at least one protective plate (5) is equipped with an electrically conductive layer in the form of a coil made with the possibility of forming an inductive connection with the coil placed on the semiconductor chip (2).

b. The chip-carrier module according to claim 5, which is characterized in that the conductive layer is made in the form of an annular track (7) 70, which is placed outside the area of the protective plate (5) covering the semiconductor chip (2) and which completely covers the semiconductor chip ( 2) in a circle to the gap (8).

7. The chip carrier module according to any one of claims 1-4, which is characterized in that at least one protective plate (5) is equipped with an electrically conductive layer for protection against electrical, electrostatic or electromagnetic influences.

8. Chip carrier module according to any one of claims 1-7, which is characterized by the fact that microchannels or through holes (9) filled with glue are made in the carrier around the notch (4) and between the protective plates (5).

9. Chip carrier module according to any one of claims 1-8, which is characterized by the fact that the glue is electrically conductive and due to this, an electrical connection is formed between electrically conductive zones of protective plates (5) located opposite each other. c schi 6) c (ze) (Se) (ee) I c)

- and? 1 (ee) (o) (95) Ko) ime) 60 b5